摘要：面對能源短缺和環(huán)保壓力，工業(yè)制造業(yè)急需優(yōu)化能源利用。分布式光伏系統(tǒng)憑借清潔*效特性，成為理想的能源解決方案。本研究針對工業(yè)制造場景，構建了基于光伏系統(tǒng)的能源優(yōu)化模型，并進行了實地應用分析。實驗顯示，引入分布式光伏系統(tǒng)后，工廠總能耗顯著降低，同時保持生產能力與工藝，碳排放量明顯減少，實現(xiàn)了綠色制造的目標。此外，分布式光伏系統(tǒng)在節(jié)能減排、降低電力成本等方面表現(xiàn)出的積極效應，更進一步確認了其在工業(yè)制造領域的廣泛應用價值。此項研究不僅向我們展示了分布式光伏系統(tǒng)在工業(yè)制造中的能源優(yōu)化應用，也為我國在工業(yè)生產領域推廣清潔能源提供了具體的技術路線和實踐方案。

關鍵詞：分布式光伏系統(tǒng)；能源優(yōu)化；工業(yè)制造；節(jié)能減排；清潔能源

安科瑞汪洋/汪小姐/汪女士（銷售專員）聯(lián)系方式：18702106706

0引言

在21世紀的今天，能源問題和環(huán)保壓力已成為全球工業(yè)制造業(yè)面臨的兩大挑戰(zhàn)。工業(yè)制造業(yè)的能源消耗占全球總能耗近五分之三，同時也是碳排放的主要來源。為應對能源短缺和環(huán)保的雙重威脅，實現(xiàn)可持續(xù)工業(yè)制造已成為全球共同關注的焦點。分布式光伏系統(tǒng)作為一種新型的清潔能源技術，以其*效、環(huán)保和易于分布式部署的優(yōu)點，受到了廣泛的關注，為實現(xiàn)可持續(xù)工業(yè)制造提供了重要途徑。特別是在工業(yè)制造業(yè)中，分布式光伏系統(tǒng)的引入，不僅有助于降低能源消耗和碳排放，同時也有望將工業(yè)生產的方式和模式帶向更為可持續(xù)和環(huán)保的方向，實現(xiàn)*正意義上的“綠色制造”。對于工業(yè)制造業(yè)來說，一方面要滿足大規(guī)模、持續(xù)的生產需求，另一方面也要關注能源消耗和環(huán)保問題，因此，如何有效采用和利用分布式光伏系統(tǒng)，進行能源優(yōu)化，便成為了一個待解答的問題。本文針對這一問題進行研究，于工業(yè)制造場景構建光系統(tǒng)能源優(yōu)化模型，運用實地數(shù)據(jù)，在理論與實踐之間獲得平衡，并以此提供一種可能的解決之道。

1能源問題與工業(yè)制造的實際需求

當今能源短缺與環(huán)保壓力的分析

近年來，全球范圍內的能源短缺問題日益嚴重。化石燃料作為主要能源，其儲量有限，且許多*家的資源消耗速度遠超其補給速度。這種供需失衡導致了能源價格不斷攀升，進一步加劇了生產和生活成本。化石能源的開采和使用還帶來了環(huán)境污染問題，包括二氧化碳等溫室氣體排放，引發(fā)全球氣候變化、空氣污染和生態(tài)環(huán)境破壞。

工業(yè)制造業(yè)作為能源消耗的大戶，對能源問題的敏感性尤為突出。制造業(yè)的發(fā)展對*家經濟起著重要支撐作用，但其高能耗、高排放的特性也對環(huán)境保護構成巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的能源供給方式依賴電網(wǎng)，電力傳輸過程中存在著較高的能量損耗，進一步加劇了能源的供需矛盾，電力的生產主要依賴煤炭燃燒，這無疑加劇了環(huán)境污染和碳排放的問題。為了應對日益嚴峻的能源和環(huán)境問題，尤其在工業(yè)制造領域，迫切需要*效且可持續(xù)的能源利用方式。采用清潔能源已成為全球共識。光伏系統(tǒng)因其能夠直接將太陽能轉化為電能，具有清潔、*效、可再生的特點，成為解決能源短缺與環(huán)保壓力的重要途徑。通過在制造業(yè)中應用分布式光伏系統(tǒng)，不僅能夠緩解能源供給的緊張局面，大幅減少碳排放和其他污染物排放，推動環(huán)保目標的實現(xiàn)。

當前的環(huán)境背景下，光伏系統(tǒng)的應用不僅具備技術可行性和經濟性，還能夠協(xié)調工業(yè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護之間的矛盾，為未來實現(xiàn)“綠色制造”提供了可行的路徑和保障。

1.2工業(yè)制造能源消耗的特點與問題

作為高能耗產業(yè)，工業(yè)制造在能源消耗方面展現(xiàn)出特殊的特點與緊迫的問題。工業(yè)制造的能源需求量龐大，往往占據(jù)總能源消費的很大比例，特別是在冶金、化工、機械制造等行業(yè)。這些行業(yè)不僅需要持續(xù)穩(wěn)定的電力供應，還需要應對高溫、高壓等特殊工況，導致能源利用效率低下。能源利用過程中產生的大量廢熱如果沒有有效回收和利用，不僅浪費了寶貴的能源資源，還進一步加劇了環(huán)境污染問題。許多工廠的設備老化、工藝落后，以及管理手段不夠科學，導致能源使用效率進一步降低。能源的高成本和低效率也直接影響到生產成本和產品的市場競爭力。再者，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)面臨的電網(wǎng)壓力*大、運行成本高昂、能源來源不穩(wěn)定等問題，也在一定程度上限制了工業(yè)制造的正常運作。高峰用電時期，電力供應緊張，還有可能導致停工停產，給企業(yè)帶來經濟損失。

這種能源利用方式不僅無法滿足當前的制造需求，更嚴重制約了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，迫切需要尋找*效、綠色的能源替代方案。分布式光伏系統(tǒng)以其清潔、*效且分布靈活的優(yōu)勢，為工業(yè)制造提供了一種可行的解決路徑，其在削減能耗、降本增效方面的應用前景廣闊。

1.3工業(yè)制造對*效綠色能源的迫切需求

工業(yè)制造過程中，*效綠色能源的應用至關重要。傳統(tǒng)能源的高污染、高排放已給環(huán)保帶來巨大壓力，而綠色能源能有效減少污染物排放[3]。同時，工業(yè)制造能耗巨大，*效能源的使用能顯著降低能耗，提高能源利用率，減少成本。面對能源價格波動和供應不穩(wěn)定，分布式光伏系統(tǒng)等綠色能源方案提供了穩(wěn)定、可持續(xù)的能源供給，確保生產過程中的能源可靠性。

2分布式光伏系統(tǒng)及其優(yōu)勢

2.1分布式光伏系統(tǒng)的基本構成與工作原理

分布式光伏系統(tǒng)由光伏組件、逆變器、配電系統(tǒng)、儲能裝置和監(jiān)控系統(tǒng)構成。光伏組件，以硅基材料如單晶硅、多晶硅為主，通過光電效應將太陽能轉化為直流電，是系統(tǒng)的核心[4]。逆變器則將直流電轉換為工業(yè)制造所需的交流電，其效率和穩(wěn)定性對系統(tǒng)運行至關重要。此外，為確保電力連續(xù)穩(wěn)定，系統(tǒng)配備儲能裝置，如鋰電池系統(tǒng)，能在陽光不足時提供電力支持。

配電系統(tǒng)負責將光伏系統(tǒng)產生的電力分配到各個用電設備，并與電網(wǎng)進行交互。通過智能配電系統(tǒng)，光伏電力可優(yōu)先供給廠內設備，實現(xiàn)自給自足，余電可反饋到電網(wǎng)。

監(jiān)控系統(tǒng)是分布式光伏系統(tǒng)的“大腦”，通過實時監(jiān)控光伏組件的工作狀態(tài)、電量生成和消耗情況，可以優(yōu)化能源管理，提高系統(tǒng)效率。*進的監(jiān)控系統(tǒng)還能預警組件故障，并提供維護指導，從而保證系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。

光伏系統(tǒng)工作原理基于光電效應，當太陽光照射在光伏組件上，光子被組件內的半導體材料吸收，從而激發(fā)電子產生電流。逆變器將該電流轉換為交流電，通過配電系統(tǒng)供電或儲存，助力工業(yè)生產過程中的節(jié)能與減排目標。

2.2分布式光伏系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的優(yōu)勢

分布式光伏系統(tǒng)以太陽能為主要能源，相較于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，其優(yōu)勢顯著。首先，在環(huán)保方面，該系統(tǒng)無需排放任何污染物，能夠顯著降低二氧化碳及其他有害氣體的排放，*美契合工業(yè)制造領域對綠色能源的需求。其次，其自我供電的特性意味著在本地發(fā)電并供應本地使用，從而降低了對外電力供應的依賴，確保了能源的安全性和穩(wěn)定性。分布式光伏系統(tǒng)采用模塊化設計，易于擴展和維護，可以根據(jù)實際需求和能源使用情況靈活調整發(fā)電規(guī)模，相較于傳統(tǒng)電力的固定線路和集中發(fā)電模式，更為靈活和*效。此外，分布式光伏系統(tǒng)能顯著降低工廠的電力成本，這一優(yōu)勢得到了廣泛認同和采用。從長遠來看，盡管初期投資相對較高，但光伏系統(tǒng)的運行和維護成本較低，且太陽能作為免費能源，在長期使用中能實現(xiàn)顯著的經濟效益。更重要的是，分布式光伏系統(tǒng)的引入使工業(yè)制造企業(yè)能部分或全部實現(xiàn)能源自給自足，減少對電網(wǎng)的依賴和負荷，從而減輕電力系統(tǒng)的壓力，提升整體電網(wǎng)的運行效率和可靠性。通過推廣使用分布式光伏系統(tǒng)，我們能夠有效推動工業(yè)制造生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)能源利用的*效和合理。

2.3分布式光伏系統(tǒng)在工業(yè)制造中的應用前景

分布式光伏系統(tǒng)在工業(yè)制造中的應用前景十分廣闊。由于該系統(tǒng)能夠充分利用工廠廠房屋頂、停車場等閑置空間，具有高度靈活性和可擴展性[5]。通過將光伏發(fā)電與電網(wǎng)電力相結合，不僅可以緩解電力供應緊張的問題，還能降低工廠對外部電力的依賴，提升能源安全性。在能源成本方面，分布式光伏系統(tǒng)的長期運營成本相對較低，有助于減少工廠的電費支出。此外，光伏系統(tǒng)發(fā)出的電力清潔*污染，能夠顯著降低工廠的碳足跡，實現(xiàn)可持續(xù)生產。特別是在環(huán)保政策日益嚴格的背景下，分布式光伏系統(tǒng)的應用有助于工廠滿足環(huán)境法規(guī)要求，提升企業(yè)形象和市場競爭力，推動工業(yè)制造向綠色、低碳的方向發(fā)展。

3Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

3.1平臺概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，總結國內外的研究和生產的*進經驗，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入，*進行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電站運行狀態(tài)及健康狀況，是一個集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎上以經濟優(yōu)化運行為目標，促進可再生能源應用，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負荷波動；有效實現(xiàn)用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應采用分層分布式結構，整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層：設備層、網(wǎng)絡通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡采用標準以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

3.2平臺適用場合

系統(tǒng)可應用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

3.3系統(tǒng)架構

本平臺采用分層分布式結構進行設計，即站控層、網(wǎng)絡層和設備層，詳細拓撲結構如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

4充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

4.1實時監(jiān)測

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好，應能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測光伏、風電、儲能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。其中，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理，使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設置等。

系統(tǒng)應可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警，并支持定期的電池維護。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風電、儲能、充電站及總體負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求，也可將充電，儲能及光伏系統(tǒng)信息進行顯示。

圖1系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。

4.1.1光伏界面

圖2光伏系統(tǒng)界面

本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

4.1.2儲能界面

圖3儲能系統(tǒng)界面

本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖4儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進行設置，包括開關機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。

圖5儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設置界面

本界面用來展示對BMS的參數(shù)進行設置，主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖6儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS電網(wǎng)側數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。

圖7儲能系統(tǒng)PCS交流側數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS交流側數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、溫度值等。同時針對交流側的異常信息進行告警。

圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS直流側數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側的異常信息進行告警。

圖9儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來展示對PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖10儲能電池狀態(tài)界面

本界面用來展示對BMS狀態(tài)信息，主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時展示當前儲能電池的SOC信息。

圖11儲能電池簇運行數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對電池簇信息，主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應的位置。

4.1.3風電界面

圖12風電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對風電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機直流側、交流側運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、風速/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

4.1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來展示對充電站系統(tǒng)信息，主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費用，變化曲線、各個充電站的運行數(shù)據(jù)等。

4.1.5視頻監(jiān)控界面

圖14微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面

本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面，且通過不同的配置，實現(xiàn)預覽、回放、管理與控制等。

4.1.6發(fā)電預測

系統(tǒng)應可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預測數(shù)據(jù)，對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預測，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預測可進行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃，便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖15光伏預測界面

4.1.7策略配置

系統(tǒng)應可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息，進行系統(tǒng)運行模式的設置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、防逆流、有序充電、動態(tài)擴容等。

具體策略根據(jù)項目實際情況（如儲能柜數(shù)量、負載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進行接口適配和策略調整，同時支持定制化需求。

圖16策略配置界面

4.1.8運行報表

應能查詢各子系統(tǒng)、回路或設備*時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能、尖峰平谷時段電量等。

圖17運行報表

4.1.9實時報警

應具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠對各子系統(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關閉等遙信變位，及設備內部的保護動作或事故跳閘時應能發(fā)出告警，應能實時顯示告警事件或跳閘事件，包括保護事件名稱、保護動作時刻；并應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關人員。

圖18實時告警

4.1.10歷史事件查詢

應能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電芯溫度（鋰離子電池）、壓力（液流電池）、光照、風速、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

圖19歷史事件查詢

4.1.11電能質量監(jiān)測

應可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)測，使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質量情況，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。

1）在供電系統(tǒng)主界面上應能實時顯示各電能質量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度*和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負序/零序電流值；

2）諧波分析功能：系統(tǒng)應能實時顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率；應能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電流含有率；

3）電壓波動與閃變：系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相電壓波動值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長閃變值；應能提供A/B/C三相電壓波動曲線、短閃變曲線和長閃變曲線；應能顯示電壓偏差與頻率偏差；

4）功率與電能計量：系統(tǒng)應能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率；應能顯示三相總有功功率、總無功功率、總視在功率和總功率因素；應能提供有功負荷曲線，包括日有功負荷曲線（折線型）和年有功負荷曲線（折線型）；

5）電壓暫態(tài)監(jiān)測：在電能質量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發(fā)生時，系統(tǒng)應能產生告警，事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關人員；系統(tǒng)應能查看相應暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。

6）電能質量數(shù)據(jù)統(tǒng)計：系統(tǒng)應能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括均值、*值、*值、95%概率值、方均根值。

7）事件記錄查看功能：事件記錄應包含事件名稱、狀態(tài)（動作或返回）、波形號、越限值、故障持續(xù)時間、事件發(fā)生的時間。

圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質量界面

4.1.12遙控功能

應可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內的設備進行遠程遙控操作。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序，可以及時執(zhí)行調度系統(tǒng)或站內相應的操作命令。

圖21遙控功能

4.1.13曲線查詢

應可在曲線查詢界面，可以直接查看各電參量曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。

圖22曲線查詢

4.1.14統(tǒng)計報表

具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的發(fā)電、用電、充放電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進行統(tǒng)計分析；對系統(tǒng)運行的節(jié)能、收益等分析；具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析，包括年停電時間、年停電次數(shù)等分析；具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進行電能質量分析。

圖23統(tǒng)計報表

4.1.15網(wǎng)絡拓撲圖

系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構；可在線診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲界面

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲，包括系統(tǒng)的組成內容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。

4.1.16通信管理

可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內的設備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序，然后選擇通信控制啟動所有端口或某個端口，快速查看某設備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

圖25通信管理

4.1.17用戶權限管理

應具備設置用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控操作，運行參數(shù)修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

圖26用戶權限

4.1.18故障錄波

應可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各相關電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用。其中故障錄波共可記錄16條，每條錄波可觸發(fā)6段錄波，每次錄波可記錄故障前8個周波、故障后4個周波波形，總錄波時間共計46s。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關量波形。

圖27故障錄波

4.1.19事故追憶

可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據(jù)，包括開關位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎。

用戶可自定義事故追憶的啟動事件，當每個事件發(fā)生時，存儲事故前10個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶隨意修改。

4.2硬件及其配套產品

序號	設備	型號	圖片	說明
1	能量管理系統(tǒng)	Acrel-2000MG		內部設備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，由通信管理機、工業(yè)平板電腦、串口服務器、遙信模塊及相關通信輔件組成。 數(shù)據(jù)采集、上傳及轉發(fā)至服務器及協(xié)同控制裝置 策略控制:計劃曲線、需量控制、削峰填谷、備用電源等
2	顯示器	25.1英寸液晶顯示器		系統(tǒng)軟件顯示載體
3	UPS電源	UPS2000-A-2-KTTS		為監(jiān)控主機提供后備電源
4	打印機	HP108AA4		用以打印操作記錄，參數(shù)修改記錄、參數(shù)越限、復限，系統(tǒng)事故，設備故障，保護運行等記錄，以召喚打印為主要方式
5	音箱	R19U		播放報警事件信息
6	工業(yè)網(wǎng)絡交換機	D-LINKDES-1016A16		提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡交換機解決了通信實時性、網(wǎng)絡安全性、本質安全與安全防爆技術等技術問題
7	GPS時鐘	ATS1200GB		利用gps同步衛(wèi)星信號，接收1pps和串口時間信息，將本地的時鐘和gps衛(wèi)星上面的時間進行同步
8	交流計量電表	AMC96L-E4/KC		電力參數(shù)測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率,頻率、功率因數(shù)等)、復費率電能計量、 四象限電能計量、諧波分析以及電能監(jiān)測和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開關量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)斷路器開關的"遜信“和“遙控”的功能
9	直流計量電表	PZ96L-DE		可測量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、正向與反向電能。可帶RS485通訊接口、模擬量數(shù)據(jù)轉換、開關量輸入/輸出等功能
10	電能質量監(jiān)測	APView500		實時監(jiān)測電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諾波等電能質量，記錄各類電能質量事件,定位擾動源。
11	防孤島裝置	AM5SE-IS		防孤島保護裝置，當外部電網(wǎng)停電后斷開和電網(wǎng)連接
12	箱變測控裝置	AM6-PWC		置針對光伏、風能、儲能升壓變不同要求研發(fā)的集保護，測控，通訊一體化裝置，具備保護、通信管理機功能、環(huán)網(wǎng)交換機功能的測控裝置
13	通信管理機	ANet-2E851		能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數(shù)據(jù)果集匯總: 提供規(guī)約轉換、透明轉發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉換、邊緣計算等多項功能:實時多任務并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉發(fā)，可多路上送平臺據(jù):
14	串口服務器	Aport		功能:轉換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù)，反饋到能量管理系統(tǒng)中。 1)空調的開關，調溫，及完全斷電(二次開關實現(xiàn)) 2)上傳配電柜各個空開信號 3)上傳UPS內部電量信息等 4)接入電表、BSMU等設備
15	遙信模塊	ARTU-K16		1)反饋各個設備狀態(tài)，將相關數(shù)據(jù)到串口服務器: 讀消防VO信號，并轉發(fā)給到上層(關機、事件上報等) 2)采集水浸傳感器信息，并轉發(fā)3)給到上層(水浸信號事件上報) 4)讀取門禁程傳感器信息，并轉發(fā)

5結束語

本次研究發(fā)現(xiàn)，分布式光伏系統(tǒng)在工業(yè)制造中展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。作為一種清潔*效的能源，它不僅有效減少了能源消耗和碳排放，促進了工業(yè)制造的“綠色化”，而且提高了生產效率并降低了電力成本。然而，*面應用分布式光伏系統(tǒng)仍面臨技術、經濟和管理方面的挑戰(zhàn)，需要進一步的研究和探索。因此，未來的研究應繼續(xù)致力于尋找克服這些挑戰(zhàn)的有效方案，進一步推動工業(yè)生產領域的清潔能源轉型。總體而言，本研究為工業(yè)制造領域提供了具有實踐指導意義的清潔能源技術路徑，為保護環(huán)境、節(jié)約能源開辟了新的道路，并為相關領域的后續(xù)研究提供了理論基礎和參考方向。

審核編輯 黃宇